【作 者】王 霄

【摘 要】感应电能传输（Inductively Power Transfer，IPT）技术是一种新型的电能传输技术，是一种基于电磁感应耦合原理，综合利用现代电力电子技术、大功率高频变换技术、磁场耦合技术， 借助现代控制理论与策略，实现一个或多个用电设备以非电气接触的方式从供电系统获得电能的技术。该技术解决了传统供电方式由于电气连接产生的问题和缺陷， 可以实现电能的安全、灵活接入。在IPT系统中，开关管在谐振电容电压非零点切换会导致环流的出现。环流会使得谐振电容两端的电压发生畸变，并导致电磁干 扰的产生，开关损耗增大，影响系统的稳定运行，降低系统的传输效率。本论文以国家自然科学基金以及校企合作项目为背景，针对IPT系统中存在的环流问题进 行了研究。首先介绍了IPT系统技术的国内外研究现状以及环流抑制技术的研究现状，并确定了本文的研究目的、意义及研究主要内容。分析了系统的基本原理、 系统的重要组成部分和关键技术以及逆变电路的控制要求。其次论文针对负载并联谐振型IPT系统中存在的环流问题，分析了导致系统中产生环流的因素、环流产 生的机理以及环流的危害，指出开关管关断延时和谐振频率变化是导致环流产生的因素，而传统的环流抑制的方法在实际系统的实现过程中存在着一定的弊端。本文 通过分析系统运行过程中，开关管在谐振电压过零点之前和之后切换时环流的特点以及此时开关管的开关频率与谐振频率之间的关系，提出一种通过实时检测环流方 向，动态调节开关频率与谐振频率一致，以保证开关管在谐振电容电压过零点切换，实现ZVS(Zero Voltage Switching)控制，从而抑制环流的方法。最后给出了以CPLD芯片为载体的环流抑制系统的设计方案，介绍了系统的软硬件设计，并通过搭建硬件电路 验证了该环流抑制控制方法的有效性。

【关键词】无线电能传输； 负载谐振型逆变器； 环流； 抑制； CPLD；

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